Πειράματα Όσμωσης με Gummy Bears

Οι Gummy αρκούδες προσφέρουν στα παιδιά έναν τρόπο να ενδιαφέρονται και να κατανοούν την όσμωση - κάτι για τη λαμπερή, νόστιμη καραμέλα που μαγεύει τους νέους μαθητές. Σε πειράματα όσμωσης με κολλώδεις αρκούδες, οι αρκούδες διογκώνονται έως και αρκετές φορές από το κανονικό τους μέγεθος, κάτι που μπορεί να είναι αρκετά διασκεδαστικό και απροσδόκητο για παιδιά και ενήλικες. Οι καθηγητές αρέσουν σε πειράματα όσμωσης με κόμμι, επειδή είναι απλοί, διασκεδαστικοί και εύκολο να εξηγηθούν και να καταλάβουν.

Η κατανόηση των βασικών όρων είναι ζωτικής σημασίας για να μάθετε τι συμβαίνει κατά τη διάρκεια των πειραμάτων όσμωσης αρκούδας. Η όσμωση συμβαίνει όταν τα υγρά ρέουν μέσω μιας ημι-διαπερατής μεμβράνης από ένα αραιωμένο σε ένα συμπυκνωμένο περιβάλλον. Οι ημι-διαπερατές μεμβράνες επιτρέπουν σε ορισμένα μόρια να περάσουν από αυτά - πιο συχνά υγρά - αλλά όχι σε άλλα. Οι επιστήμονες το εξηγούν χρησιμοποιώντας τους όρους υπερτονικούς και υποτονικούς: οι υπερτονικές λύσεις έχουν υψηλότερες συγκεντρώσεις διαλυτών - στερεών διαλυμένων σε υγρά - ενώ οι υποτονικές έχουν συγκριτικά χαμηλότερες συγκέντρωση. Η διάχυση είναι η ενεργή μετακίνηση μιας ουσίας από υπερτονική σε υποτονική, έως ότου επιτευχθεί ισοτονικό διάλυμα - ίση συγκέντρωση -.

Κατασκευασμένο από ζελατίνη, νερό και γλυκαντικό όπως ζάχαρη ή σιρόπι καλαμποκιού, οι κολλώδεις αρκούδες ξεκινούν ως υγρό και ψύχονται σε ένα λαστιχωτό, κολλώδες διάλυμα. Η μάσηση των κολλώδης αρκούδων οφείλεται στην παρουσία ζελατίνης, των οποίων τα μόρια μοιάζουν με αλυσίδα και δημιουργούν μια στερεή μήτρα.

Το πρώτο πείραμα περιλαμβάνει το μούσκεμα των κολοκυθών αρκούδων σας όλη τη νύχτα σε καθαρό νερό. Πριν από το μούλιαμα, ζητήστε από τους μαθητές σας να μετρήσουν το ύψος, το πλάτος και το βάθος της κολώδους αρκούδας και να καταγράψουν αυτές τις πληροφορίες στα εργαστήρια τους. Τοποθετήστε τις κολοκύθες σε ένα φλιτζάνι νερό - ένα ανά μαθητή - και αφήστε το στην άκρη. Στη συνέχεια, συζητήστε τις υποθέσεις - τι πιστεύουν οι μαθητές ότι θα συμβούν στις αρκούδες; Την επόμενη μέρα, οι αρκούδες θα έχουν επεκταθεί, καθώς το νερό κινείται με διάχυση μέσω της ημιπερατής αρκούδας μεμβράνη για να φθάσει σε μια ισοτονική κατάσταση όπου ήταν η συγκέντρωση των μορίων νερού μέσα και έξω από την αρκούδα το ίδιο. Οι μαθητές θα πρέπει να μετρήσουν ξανά τις αρκούδες και να χρησιμοποιήσουν τα δεδομένα τους πριν και μετά για να υπολογίσουν το ποσοστό ανάπτυξης.

Πραγματοποιήστε το ίδιο πείραμα, αυτή τη φορά εμποτίζοντας καινούργιες κολλώδεις αρκούδες σε αλμυρό νερό. Ζητήστε και πάλι από τους μαθητές σας να προβλέψουν το αποτέλεσμα: Θα αλλάξει η προσθήκη αλατιού το αποτέλεσμα του πειράματος με οποιονδήποτε τρόπο; Οι μαθητές σας μπορεί να εκπλαγούν με τα αποτελέσματα. Οι νέες κολοκύθες αρκούδες που είναι εμποτισμένες με θαλασσινό νερό θα συρρικνωθούν, αλλά τόσο ανεπαίσθητα. Η κατασκευή ζελατίνης των αρκούδων θα το κάνει να διατηρεί το σχήμα και το μέγεθός του, ως επί το πλείστον, ακόμη και όταν το νερό φεύγει από την αρκούδα.

Βυθίστε τις πρωτότυπες, κολλώδεις αρκούδες που έχουν αναπτυχθεί με νερό από το πρώτο σας πείραμα στο αλμυρό νερό και ζητήστε από τους μαθητές σας να προβλέψουν το αποτέλεσμα. Οι αρκούδες θα συρρικνωθούν καθώς η όσμωση αναγκάζει το νερό να αφήσει την κολλώδη αρκούδα.